Avaliação da exposição ao chumbo e cádmio em jovens adultos na Região Metropolitana do Rio de Janeiro. por. Lilian Calazans Costa

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1 Avaliação da exposição ao chumbo e cádmio em jovens adultos na Região Metropolitana do Rio de Janeiro por Lilian Calazans Costa Tese apresentada com vistas à obtenção do título de Doutor em Ciências na área de Saúde Pública. Orientador principal: Prof. Dr. Josino Costa Moreira Segundo orientador: Prof. Dr. Paulo Rubens Guimarães Barrocas Rio de Janeiro, junho de 2015.

2 Catalogação na fonte Instituto de Comunicação e Informação Científica e Tecnológica Biblioteca de Saúde Pública C837a Costa, Lilian Calazans. Avaliação da exposição ao chumbo e cádmio de jovens adultos residentes na região metropolitana do Rio de Janeiro. / Lilian Calazans Costa f. : ilus.; mapa; Tab.; graf. Orientador:Josino Costa Moreira Rubens Guimarães Barrocas Dissertação (doutor) Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca, Rio de Janeiro, Chumbo-Toxidade. 2. Cádmio-Toxidade. 3. Exposição a Produtos Químicos. 4. Monitoramento Ambiental. 5. Saúde do Adolescente. I. Título. CDD - 22.ed

3 Esta tese, intitulada Avaliação da exposição ao chumbo e cádmio em jovens adultos na Região Metropolitana do Rio de Janeiro apresentada por Lilian Calazans Costa foi avaliada pela Banca Examinadora composta pelos seguintes membros: Prof.ª Dr.ª Celia Regina Sousa da Silva Prof. Dr. Fabio Veríssimo Correia Prof. Dr. André Luís Mazzei Albert Prof. Dr. Sergio Rabello Alves Prof. Dr. Josino Costa Moreira Orientador Tese defendida e aprovada em 30 de junho de 2015.

4 DEDICATÓRIA A Deus por ter me dado força, ousadia e saúde para superar mais um desafio. A minha mãe minha maior incentivadora. 4

5 AGRADECIMENTOS A Deus, pois sem Ele nada seria. Aos meus orientadores Dr. Paulo Barrocas e Dr. Josino Moreira pela paciência, incentivo e dedicação. A vocês minha eterna admiração e gratidão! A minha mãe por todo suporte. Você me ensinou uma das melhores lições, enquanto descansa carrega uma pedrinha. Mammy seu valor excede palavras. A minha irmã, melhor amiga, confidente, companheira e mãe do meu precioso Joaquim. Alguém que nos compreenda profundamente torna a vida mais leve. Obrigada Dino! Ao meu pai por acreditar e torcer por mim e sua família, muitas vezes alento para minhas ansiedades. As minhas amigas de trajetória Ana Claudia Vasconcellos e Andrezza Piccoli. Com vocês pude compartilhar essa caminhada, nos momentos mais difíceis vocês me faziam dar gargalhadas! Ao amável Alexandre Jacques, você tem me feito sorrir. Aos amigos, colegas, companheiros que contribuíram de alguma forma. Obrigada mesmo! A banca por ter aceitado o convite de participar da defesa Muito obrigada!! 5

6 Porque Dele e por Ele, e para Ele, são todas as coisas; glória, pois, a Ele eternamente. Amém. Romanos 11:36 6

7 RESUMO O biomonitoramento humano é considerado o padrão ouro nos modelos de estimativa de exposição a poluentes. A determinação de substâncias químicas fornecem estimativas diretas da concentração de exógenos ou dos seus metabólitos em: sangue, soro, urina, cabelo, dentina, hemoglobina, entre outros. E estimativas indiretas da concentração em tecidos e órgãos. A aplicação do biomonitoramento contínuo permite identificar as tendências e mudanças da exposição à substâncias químicas e poluentes em determinadas populações. Deste modo, poderão ser subsidiadas ações de vigilância cada vez mais efetivas, tendo em vista a possibilidade de identificação de prioridades quanto às substâncias frequentemente encontradas e quanto às características das populações submetidas a tais exposições. Este estudo tem como objetivos avaliar o nível da exposição humana à substâncias químicas de interesse à Saúde Pública, cádmio e chumbo, e a identificação das populações sob risco de exposição aumentada. Para tanto, foram analisados sangue e cabelo jovens do sexo masculino que se apresentaram para o serviço militar. Estes indivíduos representam um grupo diferenciado da população, quanto ao status de saúde: jovens de 18 anos, em geral, saudáveis. Além da distribuição geográfica dos postos de recrutamento possibilita à obtenção de uma amostra formada por indivíduos de vários locais do município do Rio de Janeiro. O valor de referência, para as matrizes sangue e cabelo, foi calculado através da metodologia proposta pelo IFCC, baseado no Percentil 95. Para chumbo sanguíneo o valor foi de 44,45 µg/l e, para cabelo 3,94 µg/g. Já para o cádmio os valores foram de 0,62 µg/l e 0,16 µg/g para sangue e cabelo respectivamente. Esses valores são compatíveis com outros estudos de biomonitoramento mundiais. 7

8 SUMÁRIO PAG RESUMO 7 APRESENTAÇÃO DA TESE 9 I- REFERENCIAL TEÓRICO BIOMONITORAMENTO HUMANO 2- TERMINOLOGIA & DEFINIÇÕES I. VALORES DE REFERÊNCIA II. VALORES DE EXPOSIÇÃO 3- CRITÉRIOS PARA SELEÇÃO DE MATRIZES BIOLÓGICAS 4- CRITÉRIOS PARA A SELEÇÃO DA POPULAÇÃO DE ESTUDO 5- GRANDES INQUÉRITOS MUNDIAIS 6- LIMITAÇÕES & VIESES 7- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS II- III- CHUMBO CÁDMIO IV- INTRODUÇÃO AO ESTUDO BIOMONITORAMENTO HUMANO: PROJETO CONSCRITOS DAS FORÇAS ARMADAS V- ARTIGO I - CONCENTRAÇÃO DE CHUMBO EM SANGUE E CABELO DE JOVENS ADULTOS DO MUNICÍPIO DO RIO DE JANEIRO: CONTRIBUIÇÃO PARA A CONSTRUÇÃO DE VALORES DE REFERÊNCIA DA EXPOSIÇÃO AMBIENTAL AO CHUMBO EM POPULAÇÕES URBANAS BRASILEIRAS VI- VII- ARTIGO II - CONCENTRAÇÃO DE CÁDMIO EM SANGUE E CABELO DE JOVENS ADULTOS DO MUNICÍPIO DO RIO DE JANEIRO: CONTRIBUIÇÃO PARA A CONSTRUÇÃO DE VALORES DE REFERÊNCIA DA EXPOSIÇÃO AMBIENTAL AO CÁDMIO EM POPULAÇÕES URBANAS BRASILEIRAS CONSIDERAÇÕES FINAIS ANEXOS

9 APRESENTAÇÃO DA TESE As atividades humanas são responsáveis pela emissão e consequente introdução de diversas substâncias no meio ambiente, sendo algumas de origem natural e outras sintéticas. Essas emissões, entre outras consequências, promovem o aumento da exposição dos seres humanos a poluentes que muitas vezes afetam a saúde. Dessa forma, é necessário o conhecimento de suas ações sobre o ambiente e a biota bem como o controle ou monitoramento dessas substâncias no intuito de se reduzir ou controlar o impacto dessa contaminação produzindo-se ferramentas para a avaliação e o gerenciamento dos riscos a ela associados. Isto significa, ter condições para possibilitar intervenções para proteção da saúde da população e do meio ambiente. Duas formas de monitoramento são possíveis: o monitoramento ambiental e o biomonitoramento, ou monitoramento biológico. Enquanto o monitoramento ambiental se ocupa dos estudos e da determinação da substância nos compartimentos ambientais (água, ar, solo e sedimento), o biomonitoramento utiliza análises de matrizes biológicas para avaliação da exposição humana e de seus potenciais impactos. O monitoramento ambiental é necessário para identificar as fontes de emissão e orientar ações visando a diminuição dessas emissões. Porém, para estimar a dose realmente absorvida e o risco para a saúde humana, o biomonitoramento é indispensável, pois mostra, em que extensão, as substâncias químicas foram assimiladas do ambiente. Assim, as duas formas de monitoramento são consideradas complementares. Em países como a Alemanha e os Estados Unidos, o biomonitoramento humano é realizado de forma constante, através de grandes inquéritos nacionais, que permitem estruturar cenários de exposição a diversos contaminantes ambientais. 9

10 Entretanto, no Brasil, não há um programa contínuo de biomonitoramento, o que dificulta a determinação de valores de substâncias exógenas que reflitam a realidade brasileira. Para diversas substâncias, os valores de referência utilizados no Brasil, são provenientes de estudos realizados em outros países, gerando resultados com maior número de incertezas. Dada a importância de precisar valores de referência, derivados da população brasileira, estudos que objetivam determinar a concentração de substâncias químicas em matrizes biológicas são de grande valia. Assim a presente tese tem como objetivo contribuir para a geração de valores de referência para os contaminantes Cádmio e Chumbo, em jovens do sexo masculino residentes na região metropolitana do Rio de Janeiro. A tese foi dividida em capítulos descritos a seguir: 1- Referencial teórico Nesta parte é abordado o histórico, conceito, importância, aplicações e limitações do biomonitoramento humano. Descreve os conceitos de valores de referência utilizados por diversas agências mundiais. 2- Cádmio É apresentado o ciclo do cádmio na natureza, suas formas de entrada na cadeia alimentar e os problemas de saúde pública, desencadeados por esse elemento. Além disso, também apresenta os valores de referência utilizados por diferentes agências ambientais. 3- Chumbo - Foi elaborado baseado na sequência descrita para o metal anterior. 4- Projeto conscritos das forças armadas Este capítulo apresenta o Projeto Piloto do I Inquérito Nacional de Populações Expostas à Substâncias Químicas e o subprojeto piloto Conscritos das forças 10

11 armadas, que geraram os dados dos elementos estudados na presente tese. 5- Artigo I Apresenta o artigo: Concentração de chumbo em sangue e cabelo de jovens adultos do município do Rio de Janeiro: contribuição para a construção de valores de referência da exposição ambiental ao chumbo em populações urbanas brasileiras. Nesse trabalho foram descritos os resultados do projeto e estipulados valores de referência para chumbo. 6- Artigo II - Apresenta o artigo: Concentração de cádmio em sangue e cabelo de jovens adultos do município do Rio de Janeiro: contribuição para à construção de valores de referência da exposição ambiental ao chumbo em populações urbanas brasileiras. Nesse trabalho, foram descritos os resultados do projeto e estipulados valores de referência para chumbo. 11

12 REFERENCIAL TEÓRICO 1.0 Biomonitoramento Humano A determinação da concentração de substâncias químicas em amostras biológicas, principalmente nos fluídos biológicos, foi realizada pela primeira vez na saúde ocupacional, no início da década de Primordialmente, consistia apenas na avaliação rotineira e interpretação de parâmetros biológicos, a fim de determinar possíveis riscos à saúde decorrentes de exposições a substâncias químicas (Angerer, Ewers e Wilhelm, 2007). Posteriormente, as evidências dos severos efeitos tóxicos de exposições decorrentes de acidentes, passaram a ser uma preocupação para a sociedade moderna (Freitas e Porto, 1997). A partir da década de 1980, observou-se um aumento no uso do biomonitoramento, não apenas a respeitoda avaliação da saúde do trabalhador, mas da população em geral. Com o a expansão da utilização do monitoramento biológico, as agências internacionais NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health), OSHA (Occupational Safety and Health Administration), CEC (Commission of European Communities) realizaram um seminário intitulado Assessment of toxic agents at the workplace: roles of ambient and biological monitoring (Avaliação de agentes tóxicos no local de trabalho: o papel do monitoramento ambiental e biológico), a fim de discutir sobre os termos a aplicações do biomonitoramento. Nesse Seminário, foram abordados temas concernentes ao monitoramento biológico, sua abrangência, aplicações e normatização das terminologias, uma vez que, a falta de definições de alguns termos relativos a esse objeto, gerava ambiguidade em torno do seu sentido (Barr, Wang e Needham, 2005; Needham, Calafat e Barr, 2007). 12

13 Assim, o monitoramento ambiental, foi definido como a identificação e a quantificação de substâncias nos locais de trabalho e a avaliação da exposição e dos consequentes riscos à saúde em comparação com uma referência apropriada. E o monitoramento biológico foi definido como a mensuração e a avaliação de substâncias tóxicas (metabólitos ou produtos de degradação), presentes no ambiente ocupacional, em matrizes biológicas (ex.: tecidos, secreções, excretas, ar expirado), a fim de avaliar exposições e os riscos à saúde comparados com uma medida apropriada. (Needham, Calafat e Barr, 2007). Em 1984, Zielhuis propôs um conceito mais abrangente, definindo biomonitoramento como: como uma atividade sistemática, contínua ou repetitiva, de coleta de amostras biológicas, para análise da concentração de poluentes, metabólitos ou de parâmetros de efeito biológico não-adverso específicos, para aplicação imediata, com o objetivo de avaliar a exposição e o risco à saúde das pessoas expostas, comparando os dados obtidos com os níveis de referência e, se necessário, levando a ações corretivas. (Zielhuis, 1985). Esta definição refletia o início da mudança de foco do biomonitoramento da saúde do trabalhador para a saúde de populações em geral, e introduziu o conceito de valores de referência. Com o aumento da utilização do biomonitoramento, surgiram algumas questões a respeito da aplicação dos dados gerados por esses inquéritos. Em setembro de 2004, o Instituto Internacional de Ciência (International Life Sciences Institute s- ILSI) e o Instituto de Ciência e Saúde Ambiental (Health and Envionmental Sciences Institute HESI), juntamente com a U.S.EPA, CDC e a ATSDR, organizaram um congresso internacional sobre biomonitoramento. O congresso teve como objetivo discutir pontos específicos dessas ações, tais como suas aplicações, emprego na análise de risco e o uso incorreto dos dados gerados pelos inquéritos. As discussões resultaram na produção de 13

14 um guia com orientações para aplicação dos dados de biomonitoramento no contexto de análise e gestão de riscos e prevenção de doenças (Albertini et al., 2006). Atualmente, o biomonitoramento humano é definido como a medida da concentração de compostos e elementos químicos ou de seus metabólitos em matrizes biológicas como sangue, urina, cabelo ou leite materno. Essa metodologia tem sido adotada por diversas agências de saúde humana e ambiental. Portanto, é considerado o padrão ouro para a estimativa da concentração e dos efeitos precoces de poluentes ao organismo humano (Perez-Gomez et al., 2013) Um grande avanço para o biomonitoramento humano foi a melhoria das técnicas analíticas disponíveis. Com o desenvolvimento observado, nesse contexto, tornou possível determinar um grande número de substâncias químicas ou seus metabólitos (atualmente mais de 100 substâncias) em concentrações muito baixas (10-9 até Mol/L), presentes em fluídos biológicos. Esses resultados passaram a ser utilizados para nortear medidas governamentais, como por exemplo, a da redução da concentração de chumbo na gasolina. Nesse caso, dados de biomonitoramento evidenciaram que populações residentes em cidades industrializadas apresentavam altos índices de contaminação por chumbo, em comparação com populações residentes fora dessas áreas. Pela primeira vez os dados provenientes de biomonitoramento humano levaram à ações em caráter intervencionista. (Angerer, Ewers e Wilhelm, 2007; Pantoroto, 2007; Canas et al., 2014). Assim, como reflexo do aumento da importância e do uso do biomonitoramento humano, houve um aumento exponencial do número de publicações. Um levantamento bibliográfico realizado em 2014 na base de dados Web of Science, utilizando como palavra-chave o termo human biomonitoring no título, foram encontrados 381 artigos. Pode ser observado um aumento no número de publicações por período no Gráfico

15 Número de publicações Número de publicações Ano da publicação Gráfico 1 - Variação do número de publicações contendo a palavra-chave biomonitoramento no título, relatadas na Web of Science no período de 1980 a O biomonitoramento humano permite a determinação dos níveis internos de exposição a substâncias químicas perigosas, integrando todas as vias de exposição, por exemplo oral, dérmica e inalatória. Sua realização de forma contínua permite acompanhar as tendências e mudanças da exposição a poluentes, avaliar seus efeitos à saúde e identificar grupos vulneráveis. (Needham, Calafat e Barr, 2007). Os dados de biomonitoramento podem ser utilizados para a adoção de medidas preventivas e para avaliação, ou identificação, das vias de contaminação mais importantes. Essas informações possibilitam traçar medidas de prevenção, gerenciamento e mitigação dos danos. Além disso, o biomonitoramento pode ser aplicado para acompanhar a eficácia de medidas preventivas, como as realizadas após o banimento do chumbo na gasolina. (Angerer et al., 2006). O biomonitoramento humano, também, tem sido muito empregado em análises de risco. Nestes casos, em sua utilização devem ser considerados critérios como: o protocolo 15

16 utilizado na coleta e análise das amostras, as vias de exposição, informações toxicológicas da substância de interesse e os dados epidemiológicos (Albertini et al., 2006). A padronização desses métodos possibilita eliminar alguns vieses na interpretação dos dados. Na análise de substâncias químicas, por exemplo, o aumento na sensibilidade dos métodos analíticos tem permitido a detecção de quantidades cada vez menores de químicos nas matrizes biológicos. Entretanto, essa informação deve ser ponderada, a fim de evitar uma interpretação de aumento do risco (Marano et al., 2012). Embora o biomonitoramento humano seja fundamental para uma avaliação completa do cenário ambiental, são necessárias informações adicionais, a respeito do meio em questão. A análise de substâncias químicas em matrizes como água, ar e solo, realizada pelo monitoramento ambiental torna-se importante, à medida que muitas variáveis ambientais podem contribuir para a biodisponibilidade de uma substância tóxica (Angerer, Ewers e Wilhelm, 2007). Em conjunto, esses dado, permitem um maior detalhamento da exposição dentro uma determinada população, contemplando as vias de exposição e estado de saúde da mesma. (Posner, 1985). O biomonitoramento humano também pode ser utilizado para a construção de valores limites de exposição, (abordados no item 2- Terminologia & Definições). Esses valores podem ser utilizados em diferentes áreas como a saúde ambiental e do trabalhador, toxicologia e epidemiologia. (Bevan et al., 2012). Para Angerer (2007) o biomonitoramento humano pode ser classificado em: (i) monitoramento da dose, (ii) monitoramento dos efeitos bioquímicos e (iii) monitoramento dos efeitos biológicos. O monitoramento da dose é a determinação de substâncias químicas ou de seus metabólitos em fluídos biológicos (ex.: sangue, urina, leite materno). Monitoramento dos efeitos bioquímicos é a quantificação dos produtos derivados da interação entre a substância de estudo com moléculas biológicas como DNA e proteínas. 16

17 Já o monitoramento dos efeitos biológicos consiste na avaliação dos efeitos biológicos causados pelas substâncias químicas (ex.: surgimento de micronúcleos, diminuição da atividade enzimática) (Angerer, Ewers e Wilhelm, 2007). A determinação qualitativa ou quantitativa de uma substância exógena no organismo humano é feita através de biomarcadores (bioindicadores). Assim, biomarcadores são quaisquer substâncias, estrutura ou processo que pode ser mensurado para indicar a exposição ou a susceptibilidade de um efeito adverso à saúde (Application of biomarkers in cancer epidemiology. Workshop report, 1997; Angerer et al., 2006). Os biomarcadores podem ser as próprias substâncias tóxicas ou seus produtos do metabolismo (metabólitos), produtos resultantes de interações entre os tóxicos e constituintes normais do organismo, efeitos biológicos ou mesmo a morte celular. Geralmente, os biomarcadores são classificados em três categorias: marcadores de exposição, marcadores de efeito e marcadores de susceptibilidade. A relação entre estas classes pode ser vista na Figura 1. Figura 1 Representação esquemática dos tipos de marcadores utilizados no monitoramento biológico. 17

18 As matrizes apropriadas para a determinação deste tipo de biomarcador são os tecidos, excreções, ar exalado ou secreções. Geralmente, sua determinação tem como objetivo avaliar os riscos à saúde ocasionados pela exposição a um agente tóxico, quando comparada a uma referência apropriada. Estes marcadores podem ainda ser subdivididos em indicadores/marcadores de dose externa ou dose potencial (a medida do xenobiótico no ambiente externo), de dose interna ou dose absorvida (medida do agente tóxico, seus produtos de metabolismo ou de reação com constituintes do meio biológico em matrizes orgânicas) ou ainda de dose biológica efetiva (quantidade do tóxico que interage com o sitio-alvo). Constituem exemplos destes marcadores, a determinação da concentração de chumbo no plasma, a determinação da concentração de fenol (benzeno) ou de 1-hidroxipireno (hidrocarbonetos policíclicos aromáticos) na urina, bem com os adutos de DNA. Os marcadores de efeito compreendem alterações qualitativas ou quantitativas das funções bioquímicas, fisiológicas ou outras alterações orgânicas mensuráveis que são reconhecidamente associadas com um risco à saúde. São exemplos desta categoria a determinação da atividade colinesterásica sanguínea, a medida da fosforilação da esterase-alvo da neuropatia em linfócitos, os adutos de DNA ou de proteínas, a ß- glucuronidase no plasma e biomarcadores citogenéticos (aberrações cromossômicas, troca de cromátides irmãs, micronúcleos e ensaio cometa) etc. (Sakai, 2000) Marcadores de suscetibilidade compreendem aqueles fatores capazes de modificarem a ação dos xenobióticos sobre os organismos tornando-os mais susceptíveis à ação do agente tóxico (Salines, 2012). Em outras palavras, representam como o organismo reage ao agente tóxico. Assim, os biomarcadores de suscetibilidade são indicadores de uma habilidade inerente ou adquirida de um organismo a responder a exposição de uma substância xenobiótica específica. No organismo, os fatores éticos são 18

19 compreendidos, como exemplo, o polimorfismo enzimático de enzimas envolvidas na biotransformação (por exemplo, os citocromos P450, esterases, paroxonases, glutationa- S-transferase, isoladadamente ou em conjunto) ou reparadoras ou ainda fatores adquiridos. A existência de diferentes isoformas enzimáticas é um fator importante na explicação das diferenças interindividuais observadas na absorção, biotransformação, mecanismo de ação, susceptibilidade ao dano e capacidade de reparo de um organismo a um agente tóxico, o que resultam em relações dose-resposta diversas para diferentes grupos populacionais. Por exemplo, o metabolismo da nicotina é catalisado por enzimas da família do citocromo P-450, denominadas CYP 2A6 que possui deferentes isoformas, cada uma delas com atividade catalítica própria. Assim, a taxa de metabolismo da nicotina em um organismo dependerá da isoforma desta enzima presente (Smolders et al., 2008). Em geral, vários marcadores são disponíveis para avaliação de um dado xenobiótico e a escolha depende de fatores que compreendem sua toxicocinética e o conhecimento do mecanismo de seus efeitos adversos (Manini, De Palma e Mutti, 2007). A determinação destes biomarcadores permite estabelecer nexos causais e também realizar estimativas quantitativas sobre a exposição e seus efeitos (estudos doseresposta). Como resultado destes estudos, grupos populacionais mais susceptíveis a ação de determinados agentes tóxicos podem ser identificados. (BIOLOGICAL MARKERS IN ENVIRONMENTAL-HEALTH RESEARCH, 1987; Amorim, 2003; Salines, 2012). O biomarcador ideal deve apresentar concentrações que variem de acordo com a exposição, ser específico para a exposição ambiental em questão, detectável em quantidades de traços, possível de ser obtido por técnicas não invasivas e ter baixo custo analítico. (Kuno, 2010) As amostras biológicas mais comuns para humanos são sangue, urina, leite materno e ar exalado, mas cabelos, unhas, gordura, ossos e outros tecidos também podem 19

20 ser utilizados (Smolders et al., 2008). As amostras biológicas devem ser acessíveis em quantidades suficientes sob condições de rotina e sem desconforto inaceitável e risco para a saúde individual. Por estas razões, sangue e urina são as matrizes biológicas mais usadas. O sangue está em contato direto com todos os órgãos e a urina é ainda mais acessível e em maiores quantidades, permitindo a determinação de concentrações muito baixas decorrentes da exposição ambiental a substâncias químicas (Angerer, Ewers e Wilhelm, 2007). Cabelo, ar exalado, dentes, unhas e saliva também podem ser usados com propósitos de monitorização biológica em humanos, porém a utilização dessas matrizes é dificultada por diversas razões. a ausência de Procedimentos Operacionais Padrão avaliados e publicados, indisponibilidade de esquemas de garantia de qualidade externos para esses materiais e ausência de valores limite e de referência confiáveis para a interpretação dos resultados estão entre esses motivos.(angerer, Ewers e Wilhelm, 2007) O biomonitoramento de elementos traço em amostras de sangue humano tornouse uma ferramenta importante para a saúde ocupacional e ambiental. Para os elementos mais frequentemente determinados no sangue, como chumbo, cádmio, zinco, selênio e mercúrio, os métodos analíticos estão bem estabelecidos e validados, e os valores de referência já foram publicados para vários países (Perharic e Vracko, 2012). Para o biomonitoramento, amostras prontamente acessíveis e que reflitam a média de exposição aos contaminantes durante um período relativamente longo de tempo são particularmente importantes. Desse modo, cabelo humano é usado em estudos de caso e epidemiológicos para avaliar a exposição interna a metais. Quando o cabelo é formado, substâncias presentes no sangue são incorporadas aos fios e não podem ser completamente removidas por lavagem, coloração e outros tratamentos. Considerando a taxa de crescimento do cabelo (cerca de 1cm/mês), cabelos longos podem fornecer 20

21 informações sobre exposições durante um período maior de tempo (Strumylaite, Ryselis e Kregzdyte, 2004a). Segundo a ficha técnica publicada pela ATSDR Agência para o Registro de Substâncias Tóxicas e Doenças, a análise de cabelo não é um método válido para determinação da exposição individual a contaminantes ambientais, exceto no caso do metilmercúrio. Métodos sensíveis para detecção de metais em cabelo estão disponíveis e podem indicar exposições crescentes. No entanto, a aplicabilidade das análises de cabelo é extremamente limitada, por várias razões, a saber: a dificuldade de distinção entre fontes externas e internas, pouca disponibilidade de dados sobre a cinética e ligação dos elementos durante o crescimento do cabelo. Além disso, interferem na interpretação dos resultados: o modo como substâncias do sangue são incorporadas na matriz capilar, a falta de métodos de garantia da qualidade, pouca ou nenhuma correlação entre a concentração da substância no cabelo e a concentração no sangue, urina e órgãos-alvo e falta de informações sobre a influência da lavagem, de cosméticos, transpiração, tingimento e tipo de cabelo (Strumylaite, Ryselis e Kregzdyte, 2004b) Em comparação com outras amostras biológicas, a utilização de unhas como biomarcadores para elementos tóxicos possui muitas vantagens, entre elas a facilidade com que as unhas podem ser obtidas, armazenadas, transportadas e manuseadas. Estão disponíveis métodos validados para recolhimento, lavagem, preparação e análises instrumentais sofisticadas dessa matriz. O armazenamento de alíquotas de amostras para análises posteriores é simples e a determinação de arsênio nas unhas dos pés é reprodutível por um período de vários anos. Uma vez que os elementos estejam incorporados à queratina das unhas, eles se mantêm isolados das outras atividades metabólicas do organismo sem que haja flutuação na concentração, o que não ocorre com os níveis no sangue. Unhas são excepcionalmente favoráveis ao transporte por longas 21

22 distâncias, além de que uma grande quantidade de amostras pode ser armazenada, o que é necessário em estudos populacionais. As unhas dos pés levam de vários meses a um ano para crescer e por isso são usadas para análises de exposições passadas. Elementos traço são consideravelmente mais concentrados nas unhas do que na urina ou sangue e a habilidade de analisar o conteúdo das unhas para determinação de vários elementos simultaneamente é uma vantagem, especialmente em vista do crescente conhecimento sobre a interação entre os elementos traço. Dados da literatura mostram que unhas não são analisadas para determinação de elementos com tanta frequência como amostras de cabelo. No entanto, unhas são preferíveis, pois geralmente são menos suscetíveis à contaminação externa do que os cabelos. Além disso, as concentrações dos elementos variam ao longo do comprimento dos cabelos, o corte das unhas é relativamente mais simples do que o corte dos cabelos próximo ao couro cabeludo, o número de fatores biológicos (comprimento, cor, tipo, taxa de crescimento e ciclo) do cabelo que influenciam os níveis dos elementos são numerosos, enquanto que os fatores biológicos das unhas são mínimos. Os métodos padronizados de coleta, transporte, armazenamento, lavagem, digestão e análise instrumental são semelhantes para ambos. As unhas são substitutos úteis como biomarcadores de exposição quando cabelos não tratados não estão disponíveis. Em vista desses fatores, a utilização de amostras de unhas humanas para a detecção de elementos vem crescendo em diversos campos de pesquisa (Sukumar e Subramanian, 2007). 2 Terminologia & Definições Os dados oriundos do biomonitoramento humano podem ser utilizados para embasar a estimativa de valores limites de exposição em diferentes áreas como a saúde ambiental e do trabalhador, toxicologia e epidemiologia. Por tratar de áreas de conhecimento muito 22

23 diversas, as terminologias utilizadas podem não ser empregadas da mesma forma ou mesmo apresentar significados distintos. Somente através de uma definição clara dos termos adotados é possível assegurar o seu emprego correto (Zielhuis, 1985). 2.1 Valores de Referência O termo valor de referência (VR) foi utilizado pela primeira em 1969, em análises clínicas, para descrever a concentração de analitos em sangue de uma população bem caracterizada. Inicialmente, o valor de referência era extraído de uma população considerada saudável ou de indivíduos que apresentavam diversas doenças, dando outra configuração aos valores de referência. (Greffe, 2009). Atualmente o termo valor de referência tem sido amplamente utilizado em estudos de biomonitoramento ambiental, com diferentes significados (Tabela 1). De acordo a agência alemã de proteção ambiental (UBA) o valor de referência de uma substância química em uma matriz biológica (ex.: sangue, urina, etc.) é uma derivação estatística de dados de biomonitoramento. Para tanto, as amostras biológicas devem ser obtidas de uma população bem definida, existindo a possibilidade de criação de subgrupos quando o número de indivíduos for suficiente (Ewers et al., 1999). A UBA utiliza como base para o cálculo estatístico do valor de referência, o guia da IUPAC que considera o percentil 95 da medida de concentração do poluente na matriz biológica. Para a agência o valor de referência é apenas uma derivação estatística, sem qualquer relação com a saúde. De acordo com a UBA, os valores de referência permitem comparar a exposição individual ou de um grupo populacional com a exposição da população em geral (Kosanovic e Jokanovic, 2011; Schulz et al., 2011). Assim, podem-se identificar 23

24 subgrupos na população com maior exposição e, portanto mais vulneráveis e sob maior risco (Hoffmann et al., 2000; Schulz et al., 2012) Diferente do proposto pela UBA, para a Agência Americana de proteção ambiental (EPA) o valor de referência é uma estimativa da exposição humana, que não oferece riscos ou efeitos adversos durante a vida. Esses valores são derivados do BMDL, LOAEL e NOAEL. A EPA propõe que o termo Valor de Referência substitua os termos reference dose (RfD) e reference concentration (RfC). Para a EPA, a RfD é a dose oral que a população humana, pode ser exposta sem apresentar riscos. Já a RfC é a estimativa da concentração da substância, por inalação contínua, que não oferece riscos à saúde humana. Ambos consideram para cálculo valores seguros para grupos mais vulneráveis. Já para a Sociedade Italiana de Valor de Referência, o valor referência é o valor referente à concentração de xenobióticos ou de seus metabólitos em indivíduos não expostos (Apostoli et al., 2002). Segundo Apostoli (2002) para a construção dos valores de referência é fundamental limitar as diferenças biológicas existentes no grupo de estudo (como sexo, idade, estilo de vida) e as variações analíticas, relativas a coleta e tratamento das amostras. A inclusão desses fatores pode explicar a grande variedade de valores de referências existente, principalmente, para metais. Outra questão abordada por Apostoli (2002) é o fato de que na química clínica o estado de saúde de um indivíduo pode ser utilizado como um critério de inclusão no grupo de referência. Assim, considerando a construção de um valor de referência para metais, a condição ambiental a que o indivíduo está ou foi exposto também deveria ser utilizada para a inclusão do mesmo em um grupo de referência (Apostoli, 1992). Tais critérios de inclusão podem representar um viés, tanto para a clínica médica, ao classificar um indivíduo como sadio, quanto para a toxicologia ambiental ao avaliar exposição ambiental de um indivíduo. 24

25 Na clínica médica, o termo valor normal, também, pode ser utilizado como sinônimo do valor de referência. Considerando o contexto, o valor normal pode indicar ausência de doença ou simplesmente os valores tipicamente encontrados em uma população (Apostoli, 1999). 2.2 Valores de exposição Os valores de exposição (Exposure Guidance Values) são estimativas de exposição a químicos que não aumentam os riscos de exposição de uma determinada população. Esses valores são estimados por órgãos e agências, através de análises de risco. Esses valores são designados para proteger todos os grupos populacionais, inclusive as subpopulações com exposição crônica. Muitos desses valores de exposição utilizam o Nível Aceitável de Consumo Diário - ADI (Acceptable Daily Intake), Nível Tolerável de Consumo Diário - TDI (Tolerable Daily Intake) para a derivação de valores (Hays e Aylward, 2012). A Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) deriva valores toleráveis de consumo diário e semanal para contaminantes. O termo tolerável é utilizado para enfatizar que os níveis são somente permissíveis e não aceitáveis. Algumas substâncias químicas são consumidas apenas como consequência do consumo de alguns alimentos, a exemplo dos agrotóxicos nos vegetais. Determinados contaminantes possuem valores provisórios de ingestão diário ou semanal. Nesse caso, o termo provisório reflete a falta de dados sobre os efeitos da exposição humano a esses químicos. (Bevan et al., 2012). Para elementos traço que não se acumulam no corpo, mas são nutrientes essenciais, a JECFA estabelece o Nível Tolerável Provisório de consumo máximo diário 25

26 (PMTDI), cujos valores mais baixos correspondem ao essencial para manutenção da saúde e os valores mais altos o PMTDI (Bevan et al., 2012). Outras formas comumente utilizadas para derivar valores de exposição são: (i) através da dose de referência (reference dose), calculada pela EPA e definida como a máxima dose oral aceitável para uma substância tóxica; (ii) através referência de concentração (reference concentracion), que se refere a concentração de um elemento químico no ar, cujo efeitos de adversos de inalação contínua sejam improváveis; (iii) níveis de risco mínimo (Minimum Risk Level) calculado pela ATSDR e definido como os valores de uma estimativa da exposição humana diária a substâncias perigosas que não apresentam risco de câncer em um período definido de exposição; (iv) NOAEL (No Observable Adverse Effect Level) que se refere a maior dose ou concentração de uma substância, em que não se observam efeitos adversos. A Agência Alemã de Proteção Ambiental (UBA) também estabelece alguns conceitos para nortearem valores relativos a substâncias químicas. A UBA utiliza o termo o valor de biomonitoramento humano, que relaciona os limites de exposição à saúde da população. A UBA divide os valores de biomonitoramento humano em: BH- I e BH-II. Os valores BH-I representam a concentração da substância (em matrizes biológicas), em que não há risco de efeitos adversos à saúde, assim nenhuma ação é necessária. Já os valores de BH-II representam a concentração em que há risco de efeitos adversos à saúde, havendo necessidade de uma intervenção (Schulz et al., 2012). Estes valores são primariamente derivados de estudos toxicológicos e epidemiológicos, contudo com a escassez de estudos para determinadas substâncias também podem ser utilizados dados de ADI (acceptable daily intake) e TDI (tolerable daily intake) para estimar o valor de biomonitoramento humano. A UBA considera a ADI 26

27 a quantidade máxima de um agente químico ao qual um indivíduo pode ser exposto diariamente sem apresentar riscos à saúde. (Angerer, Ewers e Wilhelm, 2007) 27

28 Tabela 1 - Definições para o termo "Valor de Referência" segundo diferentes agências de Saúde Ambiental Agência Termo em inglês Termo em português Referência Comissão de biomonitoramento humano 2013/ UBA International Federation of clinical Chemistry 1897 Italian Society of Reference Values (SIVR) EPA The reference value permit to assess the exposure of individuals or population groups compared to the ubiquitous background exposure. Since environmental conditions are changing reference values are checked continuously and updated if new information becomes available. The reference value for a chemical substance in human biological material (e.g. blood, urine) is derived according to a defined statistical method from a series of measuring results obtained. Samples to be used for this purpose have to be collected employing a defined group of the general population. The Commission has pointed out explicitly that the reference values are strictly statistically derived values, which per se are of no health relevance. A reference value is the the value obtained by observation or measurement of a particular type of quantity on an individual belonging to a reference sample group. The term reference value should not be confused with the term reference limit. Values of occupational and environmental xenobiotics or of their metabolites in non- exposed individuals. An estimate of an exposure for [a given duration] to the human population (including susceptible subgroups) that is likely to be without an appreciable risk of adverse effects over a lifetime. It is derived from a BMDL, a NOAEL, a LOAEL, or another suitable point of departure, with uncertainty/variability factors applied to reflect limitations of the data used. O valor de referência de uma substância química em uma matriz biológica é uma derivação estatística de dados de biomonitoramento. O valor obtido pela quantificação de uma substância em particular em um indivíduo pertencente a um grupo de referência O valor da quantidade de xenobióticos ou de seus metabólitos em indivíduos não expostos Uma estimativa da exposição humana, que não oferece riscos ou efeitos adversos durante a vida. (Ewers et al., 1999) IFCC, 1987 SIVR, 2014 EPA,

29 3.0 Critérios para Seleção de Matrizes Biológicas A quantificação da exposição humana a químicos ocorre por meio da análise de matrizes biológicas. A escolha dessa matriz está relacionada com a substância química de interesse, sua farmacocinética, as características da população e do cenário em questão (Needham, Calafat e Barr, 2007). Após a exposição de um indivíduo a um dado químico, parte dessa substância pode ser absorvida, distribuída, metabolizada e excretada. Assim, o monitoramento das substâncias químicas pode ser realizado em matrizes biológicas durante essas etapas. (LaKind et al., 2008). A absorção de substâncias químicas pelo organismo ocorre quando a mesma entra na corrente sanguínea através de um das vias de absorção. Após a absorção, uma substância química poderá seguir diferentes vias como: ser excretada sem transformação, metabolizada e excretada, armazenada e excretada lentamente, ou seguir mais de uma das vias citadas. Uma substância mesmo quando não absorvida pelo organismo, é capaz de provocar reações adversas com a barreira de contato, como irritação na pele e nos olhos (Barr, Wang e Needham, 2005; Esteban e Castano, 2009; Perez-Gomez et al., 2013). A metabolização de determinadas substâncias ocorre principalmente no fígado. O propósito dessa transformação é reduzir sua toxicidade e torná-la mais hidrofílica. Contudo em alguns casos o metabolismo acaba por tornar a substância química ainda mais tóxica. Caso as substâncias químicas não sejam absorvidas após a ingestão, elas podem ser excretadas diretamente através das fezes. Compostos lipofílicos são eliminados por essa via. (COPHES: consortium to perform human biomonitoring on a European scale (COPHES), 2012) 29

30 As propriedades das substâncias químicas e as variações das características individuais irão determinar o impacto da exposição e o destino final das mesmas. A concentração final de um químico organismo será o resultado de sua absorção, distribuição, biotransformação e excreção. Este processo pode ser influenciado por fatores endógenos como a constituição genética do indivíduo, fatores antropométricos e estado de saúde. (WHO, 1996b; a; Esteban e Castano, 2009). Os grupos de substâncias que demandam uma particular atenção dos estudiosos devido a suas propriedades toxicológicas são as que apresentam características eletrofílicas e aquelas capazes de formarem espécies oxigenadas reativas no organismo. Para evitar danos ao organismo por esses xenobióticos, alguns mecanismos protetores são ativados, utilizando várias enzimas que atuam no processo metabólico (Klaassen, 2002 (Ledda et al., 2013); Dinkova-Kostova, 2001). Muitas dessas enzimas são polimórficas e esses polimorfismos podem alterar significativamente os parâmetros toxicocinéticos e toxicodinâmicos dos xenobióticos, facilitando ou dificultando a eliminação dessas substâncias e, consequentemente, favorecendo ou não a ocorrência de efeitos relacionados às mesmas, como mostrado na Figura 1. 30

31 Figura 2 Influência de polimorfos funcionais do gene CYP2D6 sobre as concentrações médias plasmáticas de nortriptilina (NTRP) e de seu metabólito 10-hidroxinortriptilina após a administração oral de 25 mg de NTRP. Fonte: Dalen, A Figura 2 mostra que as concentrações plasmáticas do xenobiótico não metabolizado (NTRP) e de seu metabólito são dependentes da atividade da enzima CYP2D6. Quanto mais ativa for esta enzima, maior a concentração do metabólito e menor a da substância original (neste caso a NTRP), em um dado tempo, o que pode ter implicações sobre seus efeitos benéficos ou colaterais (Bertilsson et al., 2002). Entretanto, alguns metabólitos intermediários formados no processo de detoxificação podem inclusive serem mais tóxicos que a substância original (intermediários reativos) e tem-se evidenciado a existência de correlações entre esses intermediários e o desenvolvimento de patologias como cânceres, doença de Alzheimer, doenças renais, pulmonares, hematológicas e imunológicas dentre outras (Meyer & Zangler, 1997, Dinkova-Kostov, 2001; Pietrangelo, 2010; Pfeiffenberger, 2012, Habdous et al., 2004). 31

32 A excreção de substâncias químicas pode ocorrer através de matrizes como urina, saliva, leite materno e fezes ou pode ser estocada em tecidos como o adiposo e o ósseo. (Esteban e Castano, 2009). É importante considerar que a simples presença de uma substância química em uma matriz biológica não implica, necessariamente, em riscos à saúde. Para tal afirmação são necessários estudos epidemiológicos, desenhados com o objetivo de testar hipóteses e investigar a relação entre as exposições e desfechos. (Albertini et al., 2006). 4.0 Critérios para a Seleção da População de Estudo Assim como a matriz biológica deve ser adequada aos objetivos do estudo, a escolha correta da população de estudo é fundamental. A seleção da população deve considerar fatores como: idade, peso, exposições aos químicos de interesse, condições de saúde e até mesmo a cultura (Needham, Calafat e Barr, 2007). Cada grupo populacional apresenta características próprias que podem conferir vantagens e desvantagens ao estudo (QUADRO 1). As Crianças e os neonatos representam grupos mais vulneráveis. Sua fisiologia e hábitos bem particulares os tornam mais suscetíveis que um adulto a um mesmo contaminante ambiental (Becker et al., 2014). Crianças em fase de amamentação podem refletir a exposição a químicos oriundos do leite materno. Além disso, o seu microambiente mais próximo ao solo, também pode representar outra via de contaminação (Barr, Wang e Needham, 2005). 32

33 Características do grupo Todas as idades Crianças e adolescentes Adultos Idosos Vantagens Contempla um cenário abrangente da exposição, desde a infância, juventude até a fase adulta do indivíduo. Contempla cenário de exposição da infância e adolescência Facilidade na coleta de sangue, maior facilidade nos procedimentos éticos. Reflete exposição a poluentes bioacumulativos e persistentes Desvantagens Alto custo devido ao tamanho da amostra. Dificuldade na coleta de sangue em crianças, baixo índice de resposta dos adolescentes. Grupo não representa toda a população, não contempla grupos mais vulneráveis. Não é um grupo prioritário se o foco for o dano da exposição para as futuras gerações Quadro 1- Vantagens e desvantagens da escolha de grupos populacionais Fonte: Adaptado (Becker et al., 2014) 5.0 Grandes Inquéritos Mundiais Grandes programas de biomonitoramento humano têm sido amplamente utilizados para geração de dados de exposições ambientais e do estado de saúde das populações. Alguns inquéritos de biomonitoramento humano merecem destaque, como exemplos de estudos bem-sucedidos, devido ao tempo e ao tamanho da população estudada, cumprindo com seus objetivos de prevenir doenças e proteger a saúde das populações. (Quadros 3 e 4 ) Nos Estados Unidos, o primeiro programa de biomonitoramento humano, iniciado em 1959, se restringia a acompanhar doenças crônicas. Atualmente, o país desenvolve o Programa Nacional de Biomonitoramento Americano (National Biomonitoring Program - NBP), coordenado pelo CDC (Centers for Disease Control and Prevention), cujo objetivo é avaliar as condições nutricionais da população americana e sua exposição aos poluentes ambientais. Os dados do NBP são utilizados para produção de relatórios como: 33

34 o National Report on Human Exposure to Environmental Chemicals e o National Report on Biochemical Indicators of Diet and Nutrition in the U.S. Population; e de estudos como o National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) (CDC, 2013). O NHANES é um dos maiores inquéritos de biomonitoramento humano, responsável pela geração de dados e pelo monitoramento de tendências de doenças, hábitos, exposições ambientais, estado de saúde e nutricional de, aproximadamente, 5 mil indivíduos por ano (Aylward et al., 2013). Outros exemplos de inquéritos bem estabelecidos são o German Environmental Survey, da Alemanha, implementado em 1985 para avaliar a exposição humana a poluentes ambientais e o COPHES (Consortium to Perfom Human Biomonitoring on Project) realizado pela Comunidade Europeia, que monitora a exposição humana a substâncias químicas, desde (Smolders et al., 2010; Schulz et al., 2011). 34

35 Quadro 3- Grandes inquéritos mundiais de biomonitoramento humano Inquérito Objeto Objetivo Metodologia - características principais NHANES (CDC) População norte americana Mapear o estado geral de saúde e Uso de questionários sobre diversos tópicos de saúde, incluindo um questionário sobre o (amostra nutrição da população e estimar as uso de pesticidas; Monitoramento clínico; Monitoramento biológico, incluindo a dosagem representativa de prevalências de algumas doenças, de 148 químicos e seus metabólitos em amostras de sangue e urina; elaboração de pessoas) fatores de risco e as prevalências de exposição a químicos ambientais Farm Family Study (FFS) Famílias agrícolas com Avaliar a exposição ao Glifosato, um Monitoramento biológico do Glifosato em amostras de urina; Avaliação antes, durante e indivíduos licenciados ingrediente ativo dos herbicidas utilizados após a aplicação do herbicida em indivíduos licenciados para utilização de agrotóxicos na para utilização de na agricultura. agricultura e, de suas esposas e filhos; Uso de cinco questionários para ajudar agrotóxicos, dos Estados da Carolina do Sul e Minnesota BRFSS CDC Investigação das condições de saúde, Inquérito conduzido via telefone; Realização de encontros anuais com os coordenadores População de 50 estados levantamento de informações sobre dos diferentes estados para planejamento e discussão sobre o inquérito; Inclusão de norte-americanos, do comportamentos de risco, práticas de módulos adicionais de acordo com a ocorrência de situações de risco. Distrito de Columbia, prevenção clínica, acesso e utilização Porto Rico, Guam e das dos serviços de saúde relacionados Ilhas Virgens primariamente a doenças crônicas e lesões. Escolas localizadas no Determinação dos tipos de agrotóxicos Uso de questionários para avaliação da exposição; Elaboração de manuais sobre o uso de Survey on School Us (Wiscosin) Estado de Wisconsin utilizados, das técnicas para controle de agrotóxicos e métodos de controle de insetos alternativos; Disponibilização do material insetos e, investigar se existe algum tipo elaborado para todas as escolas participantes. de fiscalização em relação à essa Utilização. Inquérito Epidemiol Crianças de 0 a 12 anos Verificar as fontes de exposição ao Realização de entrevistas por visitas domiciliares de pais/responsáveis das crianças com o de exposição ao Chresidentes numa área de um chumbo, a exposição humana a esse uso de 4 questionários: um para indivíduos expostos, um para indivíduos não-expostos; (Bauru - SP/Brasil) raio de metros ao redor metal pesado e as necessidades de um para o grupo de ex-residentes e um questionário ambiental, sendo investigados os de uma indústria de intervenção em relação à saúde humana fatores de exposição ao chumbo no local e outras possíveis fontes de exposição não acumuladores e ao meio ambiente. relacionadas à área; Monitoramento biológico com amostras de sangue para exame de plumbemia. Inquérito DomiciliarPopulação de 15 anos ou Estimar a prevalência de exposição a Uso de cinco questionários: um domiciliar, dois individuais para adultos de 25 anos ou Comportamentos d mais de 15 capitais comportamentos e fatores de risco para mais (Tipos A e B), um individual para jovens de 15 a 24 anos e um para as cidades e Morbidade Referidbrasileiras e do Distrito DANT, a prevalência de hipertensão e pesquisadas em 2003 (combinação do A e B); realização de três oficinas de trabalho com Doenças e Agravos Federal diabetes auto-referidos e o percentual de técnicos e especialistas para elaboração dos questionários; pré-testagem dos Transmissíveis - INCA acesso a exames de detecção precoce questionários com uma amostra de conveniência, formada por pessoas de diferentes do Câncer de colo de útero e mama níveis de escolaridade; Formação de uma equipe de campo para cada capital, composta por um coordenador, supervisores e entrevistadores. Standard Risk FactoPopulação adulta residente Determinação dos fatores de risco para Realização de inquérito a cada três ou cinco anos, que em algumas cidades ou países (PAHO/WHO) em comunidades doenças não-comunicáveis pode ser conduzido por telefone; Elaboração de relatórios sobre os resultados obtidos por Environmental Health Monitoring System in the Czech Republic German Environmental Survey for Children (GerES IV) administrativamente e geograficamente definidas na América Latina e Caribe População de 30 cidades da República Tcheca, incluindo a capital Praga Amostra de crianças e adolescentes que partciparam do National Health Interview and Examination Survey for Children and Adolescents na Alemanha Oferecer informações necessárias e relevantes para a tomada de medidas de proteção ambiental, políticas dos serviços de saúde e legislação, bem como determinar os limites de concentração dos contaminantes no ambiente que representem perigo para a saúde humana. Analisar e documentar a extensão, distribuição e determinantes da exposição de crianças da Alemanha a poluentes ambientais e descobrir ligações entre exposição ambiental e saúde. cada um dos países participantes. Identificação e avaliação do estado de saúde e estilo de vida em amostras populacionais. Suplementação dos dados com estatísticas demográficas e de saúde; Monitoramento biológico em amostras de urina, sangue, leite materno, cabelo e material necróptico. Após o consentimento dos pais ou responsáveis, o trabalho de campo incluiu a aplicação de questionários, entrevistas, biomonitoramento humano e coleta de amostras do ambiente intra-domiciliar. Em seguida foram realizadas entrevistas médicas, exames físicos e coleta de amostras de sangue e urina dos participantes. Fonte: Projeto Piloto do I Inquérito Nacional de Populações Expostas a Substâncias Químicas 35

36 Quadro 4 Vantagens e desvantagens de inquéritos de biomonitoramento humano Inquérito Vantagens Desvantagens NHANES (CDC) Elaboração de relatórios que servem como Alto custo devido à infra-estrutura envolvida, que inclui monitoramento clínico e biológico da fonte de informações sobre a exposição a químicos. Estes podem ajudar como instrumentos para a prevenção de doenças resultantes da exposição a químicos ambientais Farm Family Study (FFS) Com a obtenção de dados sobre os hábitos relacionados à utilização de agrotóxicos e monitoramento biológico, foi possível sugerir cuidados relevantes para redução da exposição população; Avaliação da exposição a químicos ambientais baseada principalmente no monitoramento biológico, havendo apenas um questionário sobre o uso de agrotóxicos. Pelo caráter experimental, torna-se difícil a realização a nível nacional, tendo em vista os aspectos éticos envolvidos, o alto custo com recursos humanos e com monitoramento biológico. Além disso, devido à especificidade do herbicida avaliado, não seria possível a generalização dos resultados obtidos para a grande diversidade de agrotóxicos utilizados no Brasil. Behavioral Risk Factor A condução de um inquérito via telefone A avaliação de exposição ao metilmercúrio, inserida em um módulo adicional no inquérito de Surveillance System requer maior otimização de recursos humanos 2004 requer a participação de laboratórios especializados que demandam um custo elevado. (BRFSS CDC) e, a realização de encontros anuais para atualização favorece a tomada de ações mais efetivas de avaliação, controle e prevenção Inquérito Epidemiológico de Uso de questionários específicos sobre Como houve uma situação emergencial, foram necessários: a realização de investigações de exposição ao Chumbo questões de grande relevância em relação à contaminação do meio ambiente e monitoramento biológico, o que demanda um custo (Bauru SP/Brasil) exposição ao chumbo elevado. Survey on School Use of Trabalho de educação sobre o uso de Não se trata de uma avaliação de saúde das populações expostas, deste modo, difere do Pesticides (Wisconsin) agrotóxicos e métodos alternativos de objetivo do Projeto Piloto do I Inquérito a ser desenvolvido no Brasil. controle de insetos. Inquérito Domiciliar sobre Realização de oficinas com técnicos e Apesar de demandar grande captação de recursos humanos para ser realizado a nível Comportamentos de Risco e especialistas para elaboração do inquérito, nacional, possui uma metodologia que pode servir como referência Morbidade Referida de estudo piloto, equipes formadas por para a elaboração do I Inquérito de Exposição a Químicos Ambientais. Doenças e Agravos não Transmissíveis INCA/Brasil coordenadores, supervisores e entrevistadores, o que atribui ao inquérito um alto rigor científico Standard Risk Factor Elaboração de um inquérito com metodologia Apesar de demandar grande captação de recursos humanos para ser realizado a nível Questionnaire padronizada visando a produção de nacional, também possui uma metodologia que pode servir como referência (PAHO/WHO) estimativas de prevalência de fatores de risco para a elaboração do I Inquérito de Exposição a Químicos Ambientais. Environmental Health Monitoring System in the Czech Republic German Environmental Survey for Children (GerES IV) - Alemanha para doenças não-comunicáveis válidas, confiáveis e comparáveis De forma similar à organização atual da CGVAM, os subsistemas são divididos por ações relacionadas aos diferentes compartimentos ambientais e por áreas específicas de atuação. Além disso, são formados por especialistas que fazem parte de diferentes setores, como do Ministério do Meio Ambiente e do Ministério da Agricultura e, por especialistas convidados. O estudo da associação de variáveis que podem influenciar as diferentes exposições, proposta de valores de referência para chumbo, mercúrio e cádmio nas matrizes sangue e urina. O alto custo envolvido devido ao caráter sistêmico, que requer atuação simultânea em diferentes cidades. Devido à proposta do I Inquérito Nacional ser ainda um projeto piloto, a coleta de sangue em crianças, bem como o monitoramento intra-domiciliar demandariam um tempo maior de execução. Fonte: Projeto Piloto do I Inquérito Nacional de Populações Expostas a Substâncias Químicas 36

37 6.0 Limitações & Vieses Apesar do biomonitoramento humano ser uma ferramenta de grande valia para a Saúde Pública, sua aplicação e interpretação dos dados devem considerar uma série de fatores que podem interferir nos resultados. Para metais, a mera presença de um biomarcador nas matrizes analisadas não determina sua fonte ou via de exposição (Paustenbach e Galbraith, 2006). Baixos níveis de exposição, diversas rotas de exposição, incertezas sobre a fonte e período de exposição podem dificultar a interpretação dos dados de biomonitoramento que poderiam direcionar ações de saúde pública. No estudo de substâncias específicas, quando os órgãos-alvo já são bem descritos, os biomarcadores podem indicar a concentração da substância nesses órgãos. Entretanto a coleta de amostras de tecido para análise é praticamente inviável quando se trata de biomonitoramento humano. Para fins de Saúde Pública as matrizes mais utilizadas em biomonitoramento são sangue e urina, mas somente a partir de análises contínuas é possível estabelecer associações entre essa contaminação e os efeitos à saúde (Batariova et al., 2006; Needham, Calafat e Barr, 2007; Cerna et al., 2012). Outro ponto a ser considerado em inquéritos de biomonitoramento humano é o desenho do estudo. O delineamento dependerá dos objetivos a serem atingidos. Estudos de coortes são capazes de avaliar exposição e desfecho, contudo são caros e longos. Estudos seccionais, são mais baratos e rápidos, podem fornecer dados como o estilo de vida da população em risco, vias de exposição, entre outros fatores, através de questionários. Entretanto, não fornecem dados entre exposição e desfecho (Becker et al., 2014). 37

38 A escolha da matriz biológica adequada também poderá influenciar na intepretação dos dados de biomonitoramento humano, para tanto devem ser conhecidos e analisados a toxicocinética e a toxicodinâmica da substância. Além disso, o protocolo utilizado para a coleta do material biológico deve ser seguido rigorosamente. Na execução do estudo de biomonitoramento, fatores como coleta da matriz, armazenamento e transporte devem ser considerados. Em relação a análise do material biológico, devem ser consideradas a especificidade e a sensibilidade do método empregado. Em alguns casos, o biomarcador de exposição escolhido pode não ser o mais adequado para atingir o objetivo do estudo, devido à baixa exatidão de sua análise (Albertini et al., 2006). Estudos de biomonitoramento humano em diferentes subpopulações podem, por vezes, gerar dados diferentes. Nesses casos, a utilização da biologia molecular poderia fornecer informações válidas para uma melhor compreensão entre a interação do gene/ambiente. (Albertini et al., 2006). 38

39 7.0 Referências Bibliográficas Albertini, R. et al. The use of biomonitoring data in exposure and human health risk assessments. Environmental Health Perspectives, v. 114, n. 11, p , Nov ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Amorim, L. C. A. Biomarkers for evaluating exposure to chemical agents present in the environment. Revista Brasileira de Epidemiologia, v. 6, n. 2, p , ISSN X. Angerer, J. et al. Strategic biomonitoring initiatives: Moving the science forward. Toxicological Sciences, v. 93, n. 1, p. 3-10, Sep ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Angerer, J.; Ewers, U.; Wilhelm, M. Human biomonitoring: State of the art. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 210, n. 3-4, p , May ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Apostoli, P. CRITERIA FOR THE DEFINITION OF REFERENCE VALUES FOR TOXIC METALS. Science of the Total Environment, v. 120, n. 1-2, p , Jun ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS:A1992HZ >.. Application of reference values in occupational health. International Archives of Occupational and Environmental Health, v. 72, n. 4, p , Jul ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Apostoli, P. et al. Blood lead reference values: the results of an Italian polycentric study. Science of the Total Environment, v. 287, n. 1-2, p. 1-11, Mar ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Application of biomarkers in cancer epidemiology. Workshop report. IARC Sci Publ, n. 142, p. 1-18, ISSN (Print) Aylward, L. L. et al. Evaluation of Biomonitoring Data from the CDC National Exposure Report in a Risk Assessment Context: Perspectives across Chemicals. Environmental Health Perspectives, v. 121, n. 3, p , Mar ISSN ; Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Barr, D. B.; Wang, R. Y.; Needham, L. L. Biologic monitoring of exposure to environmental chemicals throughout the life stages: Requirements and issues for consideration for the National Children's Study. Environmental Health Perspectives, v. 113, n. 8, p , Aug ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Batariova, A. et al. Blood and urine levels of Pb, Cd and Hg in the general population of the Czech Republic and proposed reference values. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 209, n. 4, p , Jul ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Becker, K. et al. A systematic approach for designing a HBM Pilot Study for Europe. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 217, n. 2-3, p , Mar ISSN ; X. Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Bevan, R. et al. Framework for the development and application of environmental biological monitoring guidance values. Regulatory Toxicology and Pharmacology, v. 63, n. 3, p , Aug ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. BIOLOGICAL MARKERS IN ENVIRONMENTAL-HEALTH RESEARCH. Environmental Health Perspectives, v. 74, p. 3-9, Oct ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS:A1987L >. 39

40 Canas, A. I. et al. Blood lead levels in a representative sample of the Spanish adult population: The BIOAMBIENT.ES project. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 217, n. 4-5, p , Apr-May ISSN ; X. Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. CDC, U. National Health and Nutrition Examination Survey Disponível em: < >. Cerna, M. et al. Human biomonitoring in the Czech Republic: An overview. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 215, n. 2, p , Feb ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. COPHES: consortium to perform human biomonitoring on a European scale (COPHES). Cent Eur J Public Health, v. 20, n. 4, p. 300, Dec ISSN (Print) Esteban, M.; Castano, A. Non-invasive matrices in human biomonitoring: A review. Environment International, v. 35, n. 2, p , Feb ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Ewers, U. et al. Reference values and human biological monitoring values for environmental toxins - Report on the work and recommendations of the Commission on Human Biological Monitoring of the German Federal Environmental Agency. International Archives of Occupational and Environmental Health, v. 72, n. 4, p , Jul ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Freitas, C. M. d.; Porto, M. F. d. S. Aspectos sociais e qualitativos nas análises de causas de acidentes industriais em sistemas tecnológicos complexos. Production, v. 7, p , ISSN Disponível em: < >. Greffe, A. Reference values: a review. Kristen Friedrichs, K. H., Didier Concordet, Cathy Trumel, Jean-Pierre Braun. Toulouse: John Willey & Sons. 38: p Hays, S. M.; Aylward, L. L. Interpreting human biomonitoring data in a public health risk context using Biomonitoring Equivalents. Int J Hyg Environ Health, v. 215, n. 2, p , Feb ISSN Hoffmann, K. et al. The German Environmental Survey 1990/1992 (GerES II): cadmium in blood, urine and hair of adults and children. Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology, v. 10, n. 2, p , Mar- Apr ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Kosanovic, M.; Jokanovic, M. Quantitative analysis of toxic and essential elements in human hair. Clinical validity of results. Environmental Monitoring and Assessment, v. 174, n. 1-4, p , Mar ISSN Kuno, R. Indicadores biológicos de exposição: ocupacional x ambiental. INTERFACEHS-Revista de Saúde, Meio Ambiente e Sustentabilidade, v. 4, n. 1, ISSN LaKind, J. S. et al. Environmental chemicals in people: Challenges in interpreting biomonitoring information. Journal of Environmental Health, v. 70, n. 9, p , May ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Ledda, F. D. et al. Tubulin posttranslational modifications induced by cadmium in the sponge Clathrina clathrus. Aquatic Toxicology, v , p , // ISSN X (ISSN). Disponível em: < >. Manini, P.; De Palma, G.; Mutti, A. Exposure assessment at the workplace: Implications of biological variability. Toxicology Letters, v. 168, n. 3, p , Feb ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. 40

41 Marano, K. M. et al. Cadmium exposure and tobacco consumption: Biomarkers and risk assessment. Regulatory Toxicology and Pharmacology, v. 64, n. 2, p , Nov ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Needham, L. L.; Calafat, A. M.; Barr, D. B. Uses and issues of biomonitoring. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 210, n. 3-4, p , May ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Pantoroto, H. L. A eliminição chumbo da gasolina. 5 Amostra Acadêmica UNIMEP, Paustenbach, D.; Galbraith, D. Biomonitoring and biomarkers: Exposure assessment will never be the same. Environmental Health Perspectives, v. 114, n. 8, p , Aug ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Perez-Gomez, B. et al. BIOAMBIENT.ES study protocol: rationale and design of a cross-sectional human biomonitoring survey in Spain. Environ Sci Pollut Res Int, v. 20, n. 2, p , Feb ISSN Perharic, L.; Vracko, P. Development of national human biomonitoring programme in Slovenia. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 215, n. 2, p , Feb ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Posner, H. S. Book Review. Environmental Health Perpectives, v. 62, p. 467, Sakai, T. Biomarkers of lead exposure. Industrial Health, v. 38, n. 2, p , Apr ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Salines, G. [Human biomonitoring, biomarkers, environmental biomonitoring]. Ann Pharm Fr, v. 70, n. 4, p , Jul ISSN (Print) Schulz, C. et al. Overview of the study design, participation and field work of the German Environmental Survey on Children (GerES IV). International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 215, n. 4, p , Jul ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >.. Update of the reference and HBM values derived by the German Human Biomonitoring Commission. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 215, n. 1, p , Dec ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Smolders, R. et al. Availability and comparability of human biomonitoring data across Europe: A case-study on bloodlead levels. Science of the Total Environment, v. 408, n. 6, p , Feb ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >.. Human biomonitoring and the inspire directive: Spatial data as link for environment and health research. Journal of Toxicology and Environmental Health-Part B-Critical Reviews, v. 11, n. 8, p , ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Strumylaite, L.; Ryselis, S.; Kregzdyte, R. Content of lead in human hair from people with various exposure levels in Lithuania. In: (Ed.). Int J Hyg Environ Health. Germany, v.207, 2004a. p ISBN (Print) (Linking).. Content of lead in human hair from people with various exposure levels in Lithuania. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 207, n. 4, p , Sep 2004b. ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Sukumar, A.; Subramanian, R. Relative element levels in the paired samples of scalp hair and fingernails of patients from New Delhi. In: (Ed.). Sci Total Environ. Netherlands, v.372, p ISBN (Print) 41

42 (Linking). WHO. Biological Monitoring of Chemical Exposure in the Workplace. 1996a., Ed. Biological Monitoring of Chemical Exposure in the Workplace. Geneva: World Health Organization, v.1, p.299ed. 1996b. Zielhuis, R. L. Biological Monitoring: Confusion in Terminology. American Journal of Industrial Medicine, n. 8, p , ISSN

43 CHUMBO Revisão da literatura O chumbo é um metal encontrado naturalmente na crosta terrestre, geralmente em forma de compostos, combinado com um ou dois elementos. Uma das características desse metal é a sua resistência a corrosão. Dado sua resistência, o chumbo é amplamente utilizado para a composição de ligas metálicas utilizadas em canos, baterias, munição. (ATSDR, 2012) Os compostos de chumbo podem ser utilizados como pigmento em tintas, corantes e esmaltes cerâmicos. Nos últimos anos, a quantidade de chumbo contida nesses produtos vem sendo reduzida visando minimizar o efeito prejudicial de chumbo em pessoas e animais. Chumbo tetraetila e de tetrametilo de chumbo eram usadas nos Estados Unidos como aditivos de gasolina para aumentar a octanagem. O chumbo começou a ser utilizado na gasolina em 1922, com objetivo de melhorar o comportamento dos motores. Esse uso favoreceu sua dispersão mundial. No entanto, o seu uso foi extinto nos Estados Unidos na década de 1980, e chumbo foi proibido para uso em gasolina para veículos a motor em Um fator que contribuiu para a redução dos níveis de chumbo no sangue foi o banimento desse metal na gasolina. (Thomas et al., 1999). Atualmente o chumbo tetraetila ainda pode ser usado na gasolina para veículos off-road e aviões. Além disso, é ainda usado num certo número de países em desenvolvimento. Thomas et al (1999) reuniu 17 estudos de 5 continentes, com dados de chumbo sanguíneo antes e depois do banimento do chumbo na gasolina. Em 13 das localidades estudadas a mediana do coeficiente de correlação entre chumbo no sangue e na gasolina foi de Outro estudo realizado com crianças suecas demonstra uma queda na concentração de chumbo no sangue no período de , onde ocorreu a diminuição do uso desse metal na gasolina,(thomas et al., 1999). 43

44 Exposições ao chumbo podem acarretar em: efeitos cardiovasculares, aumento da pressão arterial, hipertensão, função renal diminuída, problemas reprodutivos (em homens e mulheres) e a doença conhecida como saturnismo. Em crianças seus efeitos são ainda mais graves podendo acarretar em perda de QI, perda de audição, anemia e retardo no crescimento (Fig1,2). (EPA,2015). Fig1-Rotas de exposição ao chumbo e seus efeitos Fonte: Adapatado de Prüss-Üstün A, et al.,

45 Fig 2 Individuo com Saturnismo. Fonte: google imagens A natureza complexa da avaliação de saúde ambiental dificulta a análise comparativa entre dados de estudos de BH. Estudos de BH devem considerar as diversidades individuais, como genética e a suscetibilidade (Smolders et al., 2010). Apesar da importância do biomonitoramento humano, ainda existem poucos estudos que realizem o acompanhamento de um grande número de indivíduos. Em nível nacional, pode-se citar o German GerES studies (Hoffmann et al., 2000; Seifert et al., 2000; Becker et al., 2007), o American NHANES (CDC, 2015), Czech Environmental Health Monitoring System (Cerna et al., 2012). Os valores de referência para chumbo de alguns dos principais órgãos mundiais são expressos na tabela 1. 45

46 Tabela 1- Valores de referência para chumbo de acordo com agências mundiais Agência População N UBA GerES III Homens (18 69 anos) Mulheres (18-69 anos) Média Geométrica P95 Referencia 37,2 µg/l 26,9 µg/l 90 µg/l 70 µg/l (Schulz et al., 2011) CDC, Homens ,3 µg/l 36,8 µg/l 2012 Mulheres ,42 µg/l 25,9 µg/l (CDC, 2015) SIVR Homens Mulheres (18-64 anos) µg/l 60 µg/l (Apostoli et al., 2002) * SIVR- Italian Society of References Values; UBA: Agência Alemã de Proteção Ambiental Biomarcadores de exposição Chumbo A determinação da atividade ALAD (delta aminolevulinicácido desidratase) nos eritrócitos é um dos métodos mais úteis para avaliar a exposição ao chumbo no sangue, devido a sua alta sensibilidade e especificidade. A atividade desta enzima é inibida em concentrações 5 e 50 µg de chumbo por 100g de sangue. Na medula óssea, os efeitos críticos da exposição ao chumbo resultam da interação entre o metal e algum processo enzimático responsável pela síntese de heme. Essas interações podem ser determinadas pela inibição da ALAD e da concentração de seus metabólitos, como ALA-B, 46

47 ALA-U, ALA-P (aminolevulinicácido desidratase no sangue, urina e plasma respectivamente); CP (coporfirina na urina) e ZP (protoporfirina no sangue). Durante a exposição ao chumbo também ocorre uma diminuição da atividade das NADS (dinucleótido de nicotinamida e adenina) e da P5'N (nucleotidase de pirimidina) em concentrações de chumbo no sangue entre µg/g de sangue (Sakai, 2000). Dado os efeitos tóxicos do chumbo para a saúde da população, é fundamental o biomonitoramento constante de populações humanas. Valores obtidos nesses estudos podem nortear medidas governamentais, indicando populações que necessitam de intervenções imediatas. 47

48 Referências Bibliográficas Apostoli, P. et al. Blood lead reference values: the results of an Italian polycentric study. Science of the Total Environment, v. 287, n. 1-2, p. 1-11, Mar ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. ATSDR. ToxGuide for Cadmium Becker, K. et al. German Environmental Survey (GerES): Human biomonitoring as a tool to identify exposure pathways. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 210, n. 3-4, p , May ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. CDC. Fourth National Report on Human Exposure to Environmental Chemicals Cerna, M. et al. Human biomonitoring in the Czech Republic: An overview. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 215, n. 2, p , Feb ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Hoffmann, K. et al. The German Environmental Survey 1990/1992 (GerES II): cadmium in blood, urine and hair of adults and children. Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology, v. 10, n. 2, p , Mar-Apr ISSN Sakai, T. Biomarkers of lead exposure. Industrial Health, v. 38, n. 2, p , Apr ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Schulz, C. et al. Update of the reference and HBM values derived by the German Human Biomonitoring Commission. International Journal of Hygiene and Environmental Health, v. 215, n. 1, p , Dec ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Seifert, B. et al. The German Environmental Survey 1990/1992 (GerES II): a representative population study. Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology, v. 10, n. 2, p , Mar- Apr ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Smolders, R. et al. Availability and comparability of human biomonitoring data across Europe: A casestudy on blood-lead levels. Science of the Total Environment, v. 408, n. 6, p , Feb ISSN Disponível em: < <Go to ISI>://WOS: >. Thomas, V. et al. Effects of reducing lead in gasoline: An analysis of the international experience. Environmental Science & Technology, v. 33, n. 22, p , ISSN X. 48

49 Revisão da literatura CÁDMIO O cádmio é um metal encontrado amplamente no meio ambiente, ocorre naturalmente na crosta terrestre na concentração de ppm, geralmente associado ao zinco, chumbo e cobre; também pode ser encontrado nas águas oceânicas com médias entre <5 e 110 ng/l, em maiores níveis nas áreas próximas a costões rochosos. (ATSDR, 2012). No meio ambiente o Cd existe somente no seu estado oxidado (+2) e não realiza reações de oxido-reduções. Na água as formas solúveis de cádmio podem migrar através dos corpos hídricos. Já as formas insolúveis ficam adsorvidas no sedimento. O destino do Cd no solo dependerá de fatores como ph e disponibilidade de matéria orgânica. Geralmente o Cd se liga fortemente a matéria orgânica, o que lhe confere uma maior imobilidade nesses casos. A concentração de cádmio no solo dependerá de vários fatores como a geoquímica do solo, mobilidade e magnitude de concentração de fontes antropológicas como uso de fertilizantes, deposição natural atmosférica. Fontes naturais de emissão de Cd para o meio ambiente resultam de erupções vulcânicas, incêndios florestais, aerossóis de sal marinho entre outros. (WHO, 1996). Grande parte da liberação de Cd na natureza deve-se as fontes antropogênicas, devido aos seus usos industriais como agente anticorrosivo, em fabricação de baterias e pigmentos. Outras fontes também podem acarretar na liberação desse metal como a queima de carvão e a fusão de baterias de Cd-Níquel. As emissões naturais ocorrem em menor escala, através de fatores como erupções vulcânicas, ação do intemperismo nas rochas e erosão do solo. (Fig 1) Na agricultura o Cd também é amplamente utilizado como fertilizante e fungicida. Alimentos como arroz e trigo são fontes consideráveis de exposição a esse metal. O arroz é apontado como uma cultura particularmente importante na exposição ao Cd. Isto devido a suas 49

50 características físico-químicas; monocotiledônea, com sistema radicular fibroso que aumenta a área de superfície para a absorção de minerais, favorece a chance de absorção de Cd. (Sebastian e Prasad, 2014). O Cd encontrado no solo e na água pode ser incorporado na cadeia alimentar através de organismos aquáticos e culturas. Por ser um metal bioacumulativo altos níveis de Cd podem ser encontrados nos rins e fígado de mamíferos que se alimentam de dietas ricas desse elemento e em organismos filtradores, como ostras. Dessa forma, a principal via de exposição para indivíduos não fumantes é a alimentação. Em indivíduos fumantes a principal via de exposição é o cigarro. Isto ocorre porque a planta do tabaco acumula naturalmente altas concentrações de Cd em suas folhas. (ATSDR, 2012) Fig 1 Ciclo biogeoquímico do cádmio. Fonte: adaptado de Sebastian et al (2014) 50

51 Em seres humanos o rim é o principal órgão afetado devido à longa meia vida do metal (10-35 anos), (Akerstrom et al., 2013). Esse efeito bioacumulativo pode acarretar em disfunções renais irreversíveis, aumentando a excreção de proteínas com baixo peso molecular como as metalotioneínas. Seu transporte no plasma ocorre através da sua ligação com as metalotioneínas. O Cd livre, não ligado a essa proteína, estimula a produção de novas metalotioneínas. Os efeitos tóxicos do Cd surgem quando este não está ligado a proteína. A agência internacional de pesquisa de câncer (IARC) classifica o Cd no grupo I, há evidências suficientes que este metal é carcinogênico para humanos. (WHO, 2010) Ao se acumular no organismo o Cd pode levar a problemas como anemia, hipertensão, câncer, falência cardíaca, disfunções cerebrais, enfisema, proteinúria, osteoporose, formação de pedra nos rins e distúrbios no metabolismo de cálcio (Tabela 2). A média de consumo mundial diário de Cd é de 30 μg (Sebastian e Prasad, 2014). Exposições prolongadas ao Cd podem levar a doenças ósseas como a Itai itai, relatada no Japão em locais contaminados, durante a década de 50. Essa doença se caracteriza por distúrbios no metabolismo do cálcio, osteoporose, principalmente em mulheres pós menopausa (Fig 2). (Gunnar et al., 2007). 51

52 Fig 2 Doença de Itai-Itai Fonte: google imagem 52